CN108979621A - 一种油井产液量的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油井产液量的测量装置及测量方法，涉及油井测量技术领域，为提高油井产液量的测量精度而设计。所述油井产液量的测量装置包括：储油器；标定件，所述标定件配置为向所述储油器内装入预设体积的待测量油，以确定所述储油器内待测量油的体积脉冲当量；液位检测件，液位检测件设置在所述储油器内，且配置为检测所述储油器内所述待测量油的上升高度，并将所述待测量油的上升高度转化为脉冲数；PLC设备，PLC设备与所述液位检测件连接。本发明提供的油井产液量的测量装置及测量方法可实现产液量的大规模应用。

Description

一种油井产液量的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及油井测量技术领域，尤其涉及一种油井产液量的测量装置及测量方法。

背景技术

油井产液量的计量作为油田生产管理的重要环节，是了解油藏状况，制定生产方案的主要依据之一。其中，油井产液量的计量指对油田井口间歇式原油输出量的计量。

目前，油井产液量的计量主要有两种测量方法。其一，机械式流量计测量，例如，翻斗式流量计，采用机械式流量计所测出的产液量与实际产液量之间存在较大误差，通常误差在30％左右，原因在于机械式流量计所测出来的产液量并不是单纯的原油的产量，而是原油、气、水及固态杂质等混合物的产量，机械式流量计的计量精度受这些杂质的影响较大，因此，影响油井的精确计量。其二，功图法油井计量，所述功图法油井计量的基本原理有两种：一是根据示功图的测试载荷，计算光杆功率，通过功率法计算井下泵产量，类似于累积称重；另一种是根据实测光杆示功图、井身数据、抽油机、杆柱组合、动液面等诸多相关油井数据，利用有杆泵抽油系统的三维力学、数学模型，计算出泵功图，再通过识别泵功图获得泵的有效冲程，进而得出油井产液量。功图法油井计量是一个理想化的量油法，存在诊断、有效冲程、工况变化等不准的情况及自控前端设备不稳定会产生计量误差，从而影响在油田现场得到大规模的推广应用。

发明内容

本发明的实施例提供一种油井产液量的测量装置及测量方法，主要目的是有效提高油井产液量的测量精度，可实时精准测量产液量，且可实现大规模应用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种油井产液量的测量装置，包括：

储油器，所述储油器配置为储蓄待测量油；

标定件，所述标定件配置为向所述储油器内装入预设体积的待测量油，以确定所述储油器内待测量油的体积脉冲当量；

液位检测件，所述液位检测件设置在所述储油器内，且配置为检测所述储油器内待测量油的上升高度，并将所述待测量油的上升高度转化为脉冲数；

PLC设备，所述PLC设备与所述液位检测件连接。

本发明实施例提供的油井产液量的测量装置，首先采用标定件、液位检测件和PLC设备确定得到储油器内待测量油的体积脉冲当量，再通过液位检测件和PLC设备相配合，根据测量油的上升高度得到待测量油井产液量，利用该测量装置可有效提高测量精度，稳定可靠、实时在线精准测量，且结构简单，安装方便，能显著提高节能效果。

可选的，所述液位检测件为浮子和与所述浮子连接的编码器。

进一步的，所述浮子包括：

潜入段，所述潜入段可深入至所述储油器内的所述测量油内；

延伸段，所述延伸段设置在所述潜入段的上方，且所述延伸段的径向尺寸小于所述潜入段的径向尺寸。

进一步的，所述潜入段和所述延伸段均为空心结构，所述延伸段内放置有配重。

可选的，所述浮子的材料的密度小于所述待测量油的密度。

可选的，所述油井产液量的测量装置还包括：显示触摸屏，所述显示触摸屏与所述PLC设备电连接。

可选的，所述储油器具有注油口，所述注油口与抽油机连通。

进一步的，所述注油口安装有控制阀。

可选的，所述标定件上具有刻度线。

本发明实施例另一方面还提供了一种油井产液量的测量方法，所述测量方法包括：

确定体积脉冲当量：在所述标定件内装入预设体积为V₀的待测量油，再将所述标定件内的待测量油全部注入所述储油器内，通过所述液位检测件和所述PLC设备得到相对应的当前脉冲数P₀，根据公式δ＝V₀/P₀；得到体积脉冲当量δ；

测量油井产液量：向所述储油器内注入t时间段的待测量油，再通过所述液位检测件和所述PLC设备得到相对应的脉冲数P，根据公式 得到在t时间段内，油井产液量为V。

本发明实施例提供的油井产液量的测量方法，采用脉冲当量法实时测量油井产液量，即通过脉冲数确定油井产液量，具体的，先确定体积脉冲当量为后续脉冲数的准确做铺垫，再检测油井产液量的脉冲数，进而确定产液量，通过脉冲当量法实时测量油井产液量，可明显提高测量精度，避免原油中杂质对产液量的影响，同时不会受工况变化等因素的影响，且实现了在线实时测量，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种油井产液量的测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种油井产液量的测量方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例油井产液量的测量装置及测量方法进行详细描述。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内段的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种油井产液量的测量装置，参照图1，所述油井产液量的测量装置包括：储油器1、标定件2、液位检测件和PLC设备5，其中，所述储油器1配置为储蓄待测量油；所述标定件2配置为向所述储油器1内装入预设体积的待测量油，以确定所述储油器1内待测量油的体积脉冲当量；所述液位检测件设置在所述储油器1内，且配置为检测所述储油器1内所述待测量油的上升高度，并将所述待测量油的上升高度转化为脉冲数；PLC设备5与所述液位检测件连接。

示例的，所述液位检测件为浮子3和与所述浮子3连接的编码器4。

具体的，若需要对油井的产液量进行测量，先通过标定件2量取预设体积的待测量油，示例的，所述预设体积的待测量油可以为5000ml～50000ml；再示例的，所述预设体积的待测量油也可以为5000ml～30000ml，在此对预设体积的具体值不做限定。将量取的预设体积的数值进行记录，再将量取的待测量油全部注入储油器1内，然后利用浮子3将检测到储油器1内待测量油的体积，并传输至编码器4，编码器4就会输出相对应的脉冲数，通过该脉冲数和预设体积就可得到体积脉冲当量；再继续向储油器1内注入油井抽出的待测量油，注入一定时间后，编码器4又会输出相对应的脉冲数，通过此时的脉冲数和体积脉冲当量就可计算得到在该段时间内，油井的产液量。

需要说明的是：通过将待测量油上升的高度值转化成脉冲数，最终得到产液量，其中，编码器是把角位移或直线位移转换成一串数字脉冲电信号的一种装置，一般用在测量位移、速度、角度等精度要求高的地方，将编码器利用在此测量装置中，能够明显提高产液量的检测精度，且可实时测量，同时该测量装置的结构简单，安装方便，主要是在不改变原输油管道的基础上，就可方便测量产液量，具有较强的使用性能。在测量过程中，不会受到储油器1结构、大小，以及内部沉积物等因素的影响。

示例的，所述储油器1的形状具有各种，例如，圆柱状结构、矩形结构等，优选为圆柱状结构；储油器1的大小在此也不做限定，可根据实际油井预产油量的多少确定；储油器1的材料在此也不做限定，例如，可选择强度较大、耐腐蚀材料。具体的，所述储油器1为6m×2m×1.3m的长方体。

在一些实施例中，所述标定件2为测量容器。为了方便及时读取待测量油的体积，所述标定件2上具有刻度线，例如，量杯。具体实施中，若预设体积较大，则需要选择容积较大的标定件，避免采用容积较小的标定件在多次向储油器1内注入待测量油时，造成多次在标定件2内残留待测量油，进而不能将预设体积的待测量油全部注入储油器1内的现象，最终影响测量精度。示例的，若预设体积为10000ml，则选择容积为5000ml的标定件2。

示例的，浮子3在待测量油中密度低于待测量油密度的物体最终会浮在待测量油表面，这个物体被称为浮子。在条件不变的情况下浮子受到的浮力是恒定的(恒浮力)，在液体表面位置发生垂直改变时，浮子的垂直位置在恒浮力作用下会随液体表面位置同步改变，在本测量装置中，待测量油液位的改变转化成浮子位置的变化，再通过编码器直接转换成了数字脉冲信号。

示例的，所述浮子3包括：潜入段31和延伸段32，所述潜入段31可深入至所述储油器1内的所述待测量油内，所述延伸段32设置在所述潜入段31的上方，并与所述潜入段31固定连接。所述潜入段31位于待测量油内，以随待测量油内液位的上升发生移动。在具体测量时，由于待测量油大多含蜡高，凝点高，低温粘度大，其中，分子扩散是蜡沉积的主要原因，影响结蜡的主要因数有待测量油的流动状态、流速、原油组分及所处的温度场，将延伸段的径向尺寸设计为小于所述潜入段的径向尺寸，即浮子的延伸段可以设计细长形，这样延伸段与待测量油接触表面积小，结蜡附着物相对就少，对浮子的整体重量影响就小，因此对液面高度的测量及产液量影响也就小。在一些实施例中，所述浮子的潜入段为空心圆柱形结构，例如，采用不锈钢管，延伸段也为空心圆柱形结构，也可以采用不锈钢管，为了保证浮子位于待测量油液面以下，所述潜入段内放置有配重，所述配重的成分为铅或沙粒，也可以为其他成分。

为了进一步提高测量精度，编码器的脉冲数越高，最终测量的产液量精度越高，示例的，可以选择脉冲数为5000线的编码器，对于6m×2m×1m的油箱，可以测量到最小150ml的油量。

为了直接观察、读取并远程监控油井的产液量，所述油井产液量的测量装置还包括：显示触摸屏6，所述显示触摸屏6与所述PLC设备5电连接。

在具体实施时，所述储油器1具有注油口11，所述注油口11与抽油机连通，这样通过与抽油机相配合使用，对待测量油进行智能抽取，能显著提高节能效果。

为了方便控制进入储油器1内的待测量油的流量，示例的，所述注油口11安装有控制阀，所述控制阀可以与PLC设备5电连接。

本发明实施例另一方面还提供了一种油井产液量的测量方法，所述测量方法利用上述所述的油井产液量的测量装置，所述测量方法具体包括：

S1：确定体积脉冲当量。

具体的，在所述储油器1内安装浮子3，并将浮子3、编码器4和PLC设备5连接后；在所述标定件2内装入预设体积为V₀的待测量油，再将所述标定件2内的待测量油全部注入所述储油器1内，通过所述PLC设备得到相对应的当前脉冲数P₀，根据公式δ＝V₀/P₀，得到体积脉冲当量δ，所述预设体积的具体数值根据实际情况决定，在此不做限定，所述预设体积的单位可以是毫升，也可以是升。

示例的，在读取所述PLC设备得到相对应的当前脉冲数P₀之前，需要对所述PLC设备进行清零，以便于记录、计算所述PLC设备所对应的脉冲数；不同油井对应的储油器的体积脉冲当量δ值是不同的，与储油器大小、结构、内部沉积物等因数有关。

S2：测量油井产液量。

具体的，向所述储油器内注入t时间段的待测量油，再通过所述PLC设备得到相对应的脉冲数P，根据公式得到在t时间段内，油井产液量V。示例的，可以将抽油机抽出的待测量油直接注入所述储油器内。

上述体积脉冲当量法的优点就是不用考虑储油器的内部形状及内部沉积物如结蜡、泥沙等对储油器体积的影响，即通过求差法就可以消除掉误差，例如，在第一时间t₁测得的体积为V₁，设实际体积为V_t1，在第二时间t₂测得的体积为V₂，设实际体积为V_t2，系统误差为ΔV，则：V_t1＝V₁+ΔV，V_t2＝V₂+ΔV，那么这段时间的实际体积：V＝V_t2-V_t1＝(V₂+ΔV)-(V₁+ΔV)＝V₂-V₁，其中的系统误差ΔV就消除掉了。同时，采用数字量脉冲的抗干扰能力很强，因此这种方法既可以满足计量精度的要求还可以通过PLC进行远程的实时在线监控。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种油井产液量的测量装置，其特征在于，包括：

储油器，所述储油器配置为储蓄待测量油；

标定件，所述标定件配置为向所述储油器内装入预设体积的待测量油，以确定所述储油器内待测量油的体积脉冲当量；

液位检测件，所述液位检测件设置在所述储油器内，且配置为检测所述储油器内待测量油的上升高度，并将所述待测量油的上升高度转化为脉冲数；

PLC设备，所述PLC设备与所述液位检测件连接。

2.根据权利要求1所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述液位检测件为浮子和与所述浮子连接的编码器。

3.根据权利要求2所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述浮子包括：

潜入段，所述潜入段可深入至所述储油器内的所述待测量油内；

延伸段，所述延伸段设置在所述潜入段的上方，且所述延伸段的径向尺寸小于所述潜入段的径向尺寸。

4.根据权利要求3所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述潜入段和所述延伸段均为空心结构，所述潜入段内放置有配重。

5.根据权利要求3所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述浮子的材料的密度小于所述待测量油的密度。

6.根据权利要求1所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述油井产液量的测量装置还包括：显示触摸屏，所述显示触摸屏与所述PLC设备电连接。

7.根据权利要求1所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述储油器具有注油口，所述注油口与抽油机连通。

8.根据权利要求7所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述注油口安装有控制阀。

9.根据权利要求1所述的油井产液量的测量装置，其特征在于，所述标定件上具有刻度线。

10.利用权利要求1～9任一所述的油井产液量的测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

确定体积脉冲当量：在所述标定件内装入预设体积为V₀的待测量油，再将所述标定件内的待测量油全部注入所述储油器内，通过所述液位检测件和所述PLC设备得到相对应的当前脉冲数P₀，根据公式δ＝V₀/P₀；得到体积脉冲当量δ；

测量油井产液量：向所述储油器内注入t时间段的待测量油，再通过所述液位检测件和所述PLC设备得到相对应的脉冲数P，根据公式 得到在t时间段内，油井产液量为V。